[發明專利]電動汽車電池電壓模擬器

無效

• 申請號: 201410314128.5
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104052317A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 袁建州;王發群;何俊;付攀;胡德鵬;李晨;李偉;高明明;申超;張曉琳;婁世菊;張鐵兵
• 申請（專利權）人: 鄭州日產汽車有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓鵬程

技術領域

本發明涉及電動汽車，尤其是涉及電動汽車電池電壓模擬器。

背景技術

在電動汽車臺架測試中，需要采用電池電壓模擬器來模擬多節串聯的鋰電池，對電動汽車電池管理系統和整車控制系統進行測試，并要求模擬的每節電池的輸出電壓可以單獨調節。目前的方法是采用與車載電池數量相同的獨立電源單元來模擬電池電壓進行測試，由于電動汽車電池一般有100余節相串聯，這樣就需要100余個電源模塊，使得對電動汽車臺架測試時所占空間場地大、成本高。

發明內容

本發明目的在于提供一種電動汽車電池電壓模擬器。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述的電動汽車電池電壓模擬器，包括高壓直流電源單元和相串聯的多級三端基準穩壓源單元；

所述每級三端基準穩壓源單元均包括三端基準穩壓芯片，所述三端基準穩壓芯片的輸出陰極端和公共陽極端分別與本級的模擬電池電壓輸出接口正、負極連接，三端基準穩壓芯片的參考電壓輸入端通過調節電阻與本級的模擬電池電壓輸出接口正極連接，在三端基準穩壓芯片的輸出陰極端和公共陽極端之間并聯有穩壓二極管支路和輸出電容支路；

所述高壓直流電源單元包括工頻變壓器，所述工頻變壓器初級繞組與工頻電源連接而次級繞組與單相橋式整流器輸入端連接，所述單相橋式整流器輸出端經電容濾波器與第一級三端基準穩壓源單元中的三端基準穩壓芯片的公共陽極端連接；

所述相串聯的多級三端基準穩壓源單元之間的連接為：上一級三端基準穩壓源單元中的三端基準穩壓芯片的輸出陰極端與下一級三端基準穩壓源單元中的三端基準穩壓芯片的公共陽極端相連接。

所述每級三端基準穩壓源單元均設置有恒流源單元，所述恒流源單元由場效應管和運算放大器構成；所述運算放大器正向輸入端通過電阻與三端基準穩壓芯片的輸出陰極端連接，所述運算放大器反向輸入端與所述場效應管的源極連接并通過電阻接地，運算放大器輸出端與場效應管的柵極連接，場效應管的漏極與工作電源連接。

本發明優點在于電路結構簡單、性能可靠、體積小。每級三端基準穩壓源單元的電壓輸出接口模擬一節電池電壓。由場效應管和運算放大器構成的恒流源控制回路使得每級三端基準穩壓源單元互不干擾，從而消除了現有電池電壓模擬器存在電池電壓不穩定和直流高壓波動引起的回路電流變化的不足。

附圖說明

圖1是本發明的電路結構框圖。

圖2是本發明的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發明所述的電動汽車電池電壓模擬器，包括高壓直流電源單元1和相串聯的多級三端基準穩壓源單元2；相串聯的三端基準穩壓源單元2的級數（個數）等于電動汽車臺架測試中需要串聯的鋰電池節數。

所述每級三端基準穩壓源單元2均包括三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431），所述三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的輸出陰極端K和公共陽極端A分別與本級的模擬電池電壓輸出接口JK正、負極連接，三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的參考電壓輸入端R通過調節電阻R1與本級的模擬電池電壓輸出接口JK正極連接，在三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的輸出陰極端K和公共陽極端A之間并聯有穩壓二極管D1支路和輸出電容C1支路；

所述高壓直流電源單元1包括工頻變壓器T1，所述工頻變壓器T1初級繞組與工頻電源（AC220V）連接而次級繞組與單相橋式整流器3輸入端連接，所述單相橋式整流器3輸出端經電容C2、電阻R2構成的濾波器4與第一級三端基準穩壓源單元2中的三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的公共陽極端A連接；

所述相串聯的多級三端基準穩壓源單元2之間的連接為：上一級三端基準穩壓源單元2中的三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的輸出陰極端K與下一級三端基準穩壓源單元2中的三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的公共陽極端A相連接。

所述每級三端基準穩壓源單元2均設置有恒流源單元5，所述恒流源單元5由場效應管Q1和運算放大器U2（集成電路LMC6022）構成；所述運算放大器U2（集成電路LMC6022）正向輸入端通過電阻R3與三端基準穩壓芯片U1（集成電路TL431）的輸出陰極端K連接，所述運算放大器U2（集成電路LMC6022）反向輸入端與所述場效應管Q1的源極S連接并通過電阻R4接地，運算放大器U2（集成電路LMC6022）輸出端與場效應管Q1的柵極G連接，場效應管Q1的漏極D與直流12V工作電源連接。